ESD分析Part(1)
--静电的产生
分子:保持物质化学性质的一种微粒;
原子:化学变化中的济小微粒,原子中心的原子核有质子和中子,环绕原子核运转的是电子;
电子:具有济小电量的质量济小的粒子(现在有分数电量之说);
离子:以带正电(正离子)或负电(负离子)的原子或分子形态存在。
单晶体:按照一定规则的原子序列构成的晶体;
多晶体:小的单晶体的集合;
晶体:由反映晶体特征的基本单元在三维空间堆积而成的。把基本单元叫做晶胞;
静电是一种静止的电荷,是电子不均匀分布的结果,主要是摩擦产生,其他像电场诱发,直接充电等。
摩擦电荷的极性与强度是由摩擦电序列决定:
湿度愈高,静电愈低。55%湿度的静电产生量约为10%湿度的5-20%。
ESD静电释放,电荷在不同电位物体间转移的现象。一般丝瓜视频IOS下载地址安装APP破解方法可以感知的ESD都在3000V以上。
各种元件的静电敏感度:
元件类型 静电敏感度(伏特);
VMOS 30 - 1,200
Mosfet, GaAsfet, EPROM 100 - 300
JFET 150 - 7,000
OP-AMP 190 - 2,500
Schottky Diodes 300 - 2,500
Film Resistors 300 - 3,000
Schottky TTL 1,000 - 2,500
2000-4000V人体有所感知。5000V以上有火花产生。
电荷的起源与物体带电
一切电的现象都起源于电荷的存在与运动。自然界中只存在两种电荷,即正电荷与负电荷。电
荷的单位是C,称为库仑。使物体带电,叫做起电。任何物体都有可能带电。要使物体带电,
可利用摩擦起电、接触起电、静电感应等方法。物体带电实际上是获得或失去电子的结果,这
意味着电荷不能离开电子、质子而存在。电荷是电子、质子等微观粒子所具有的一种属性。
电荷守恒定律:由摩擦起电和其他起电过程的大量实验事实表明,一切起电过程其实都是使物
体上正、负电荷分离或转移的过程,在这种过程中,电荷既不能消灭,也不能创生,只能使原
有的电荷重新分布。由此就可以总结出电荷守恒定律:一个孤立系统的总电荷(即系统中所有
正、负电荷之代数和)在任何物理过程中始终保持不变。所谓孤立系统,就是指它与外界没有电
荷的交换。电荷守恒定律也是自然界中一条基本的守恒定律,在宏观和微观领域中普遍适用。
电荷的量子性:实验表明,电子是自然界具有济小电荷的带电粒子。任一带电体的电荷都是电
子电荷e的整数倍,这就是说,e是电荷的一个基本单元。当带电体的电荷发生改变时,它只
能按e的整数倍改变,不能作连续的任意改变。这种电荷只能一份一份地取分立的、不连续的
数值的性质,叫做电荷的量子化。电荷的量子就是e。不过,常见的宏观带电体 所带的电荷远
大于电子的电荷,在一般灵敏度的电学测试仪器中,电荷的量子性是显示不出来的。因此在分
析带电情况时,可以认为电荷是连续变化的。这正象人们看到江河中滔滔流水时,认为它是连
续的,而并不感觉到水是由一个个分子、原子等微观粒子组成的一样。
实验表明,丝绸摩擦玻璃棒,使玻璃棒带上正电,而毛皮摩擦橡胶棒时,使橡胶棒带上负电。
并且绝缘体更容易带电。所以也应该了解金属、半导体和绝缘体之间的关系。还有一个问题就
是晶体结构与导体之间的关系(暂时还没有找到相关资料,希望有谁能解释一下,晶体结构与超
导的关系)。
物质的导电性可以通过各自的能带加以说明。即有能级都被电子填满的满带,又有完全不存在
电子的导带。当外加电场时,电子为了能够无能运动,就必须伴有电子能量的增加。但是,满
带中的电子即使在外加电场下也不能移动,因此不能形成电流(因为若使电子能量变化,能级上
必须存在空穴)。另一方面,空的导带内又没有输送电流的电子,因此不可能形成电流。由此,
只具有满带和空的导带的固体(晶体)成为绝缘体。
绝缘体中原子间的结合力很强,需要很大的能量才能打破这些键。因此,不存在输送电流的自
由电子,显示绝缘性。绝缘体的能带图显示,与原子结合的电子填满了价带,禁带的宽度(能带
隙)很在(通常在3.5eV以上即可认为是绝缘体),导带内没有自由电子。半导体的能带结构,基
本上也是由充满电子的价带和空的导带构成的。就是说,半导体与绝缘体具有同样的能带结
构。根据经验,带隙的大小通常在0范围内。
半导体的特点是原子间的结合力比较弱,因此原子振动产生的热能就会使结合键破裂。其结果
参与共价结合的电子脱离原子的束缚,在晶体中自由移动。这样,电子跃迁至导带并在价带留
下空穴。电子和空穴共同参与导电过程。
导体的带能结构,通常是导带或者被部分填充,或者是与价带互相重叠成为一个能带(也叫导
带,这时禁带消失)。当外加电场时,导带中的电子加速,获得动能,使电子能量增加。电子通
过在电场中移动参与了导电(可以想像在的能级变成空位)。因此,丝瓜视频IOS下载地址安装APP破解方法把导带中的电子叫做自
由电子或导电子。